化学反应速率教案范文

时间:2023-10-07 02:33:55

化学反应速率教案

化学反应速率教案篇1

关键词:催化剂;反应速率;双氧水;实验;教学

文章编号:1008-0546(2017)05-0060-03 中图分类号:G633.8 文献标识码:B

doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2017.05.019

化学反应速率是化学反应的一个非常重要的特征参数,它反映了化学反应过程的快慢,影响因素包括反应物本身的内在性质及浓度、温度、压强、搅拌速度、催化剂、光照等外界条件。催化剂由于它的高活性与高效率,可有效提高化学反应速率。我国普通高中化学课程标准对“催化化学”内容做了如下要求:(1)认识催化剂的研制对促进化学工业发展的重大意义;(2)通过实验探究催化剂对化学反应速率的影响,认识其一般规律;(3)通过催化剂实际应用的示例,认识其在生产、生活和科学研究领域的重大作用。高中化学教材中安排了专门的章节来讲述“催化剂对反应速率的影响”。以笔者所使用的2007年人教版普通高中化学教材为例,选修4《化学反应原理》第二章 “化学反应速率和化学平衡” 第四节“催化剂对反应速率的影响”主要是通过“二氧化锰催化双氧水的分解” 实验及科学探究来阐述催化剂对反应速率的影响。下面就本章节内容及教学体会做简单探讨。

一、“二氧化i催化双氧水的分解” 实验的教学探讨

教材中有关“二氧化锰催化双氧水的分解” 实验过程的描述为“锥形瓶内盛有10 mL左右10%的H2O2,双孔胶塞上插有短导管和漏斗,短导管里插有带余烬的木条。开始时余烬没有明显变化,经漏斗向锥形瓶内加入少量MnO2后,锥形瓶中迅速产生大量气泡,余烬复燃。”实验装置如图1所示。

教学探讨:

1、本实验对加入的MnO2催化剂用量以“少量”进行表述,即定性而非定量。尽管教材未明确本实验需加入具体多少质量的MnO2,但笔者认为教师在教学实践尤其是学生分组实验中应明确告知学生在加入MnO2时,须严格遵守“少量”的操作要求(比如1/2小勺或1小勺),因为该实验背后暗藏了一定的实验危险,教材并未对此做出提示。从图1可知,该实验装置的密封性设计较好,主要出气口为漏斗管口。如果一次性加入大量MnO2,由于H2O2的快速分解产生大量O2,锥形瓶内的气压将迅速增大,可能造成尚未来得及进入锥形瓶而残留在漏斗中的MnO2粉末向外喷出,危及实验人员安全,更严重的可能造成锥形瓶炸裂。因此,教师应在学生实验前,将其中的风险说明清楚,使学生不致因MnO2未明确具体添加量而过多加入造成实验危险。另一方面,也可以向学生表明,MnO2对H2O2的分解具有良好的催化效果,无需加入过多。

2、MnO2催化H2O2分解的原因解释。本实验通过不加MnO2分解H2O2与加MnO2分解H2O2的对照实验,让学生了解到MnO2能够作为H2O2分解的催化剂,起到加快反应速率的作用。在“MnO2为什么能够催化H2O2分解”的原因解释时,教材是这样描述的:“催化剂能加快反应速率,是因为它能改变反应的路径,使发生反应所需的活化能降低。如图2所示,图中实线和虚线分别表示无催化剂和有催化剂的反应过程中,反应物和生成物的能量与活化能的关系。显然,有催化剂时反应的活化能E2比无催化剂时反应的活化能E1降低了很多,这样一来,就使反应体系中含有的活化分子百分数提高,从而使有效碰撞的几率提高,反应速率增大”。教材通过“活化能”的概念对催化剂的作用进行了阐述,在教学实践中,很多学生反映“活化能”的概念比较抽象,难以理解为何活化能降低了,反应速率就会加快。为此,笔者将有催化与无催化的反应过程与爬山进行类比,降低了理解难度,学生对知识点的理解消化也更轻松。如图2所示,笔者将H2O2的分解反应过程比作爬山,起点与终点都相同,区别仅在于爬山的路线不同。活化能代表山坡的海拔高度,无催化反应的活化能E1大于有催化反应的活化能E2,即经“无催化路线(图2中实线)”爬山的爬坡高度要大于“有催化路线(图2中虚线)”爬山的爬坡高度。日常生活经验告诉我们,爬矮山的难度显然比爬高山的难度小很多,所需时间也更短。这样一来,学生就非常容易地理解了有催化剂时的反应比无催化剂时的反应更快,即催化剂可以改变反应路径,加快反应速率。

二、 科学探究案例分析与教学探讨

教材在本章节共选取了三个科学探究案例来进一步探究催化剂对化学反应速率的影响,分别是:(1) 利用氯化铁和硫酸铜溶液催化过氧化氢分解反应;(2)利用硫酸锰催化高锰酸钾与草酸溶液反应;(3)利用硫酸溶液和唾液催化淀粉与碘水反应。

案例1:在两支试管中分别加入2mL 5% H2O2溶液,再向H2O2溶液中分别滴入0.1mol/L FeCl3和

CuSO4溶液各1mL,摇匀,比较H2O2的分解速率。

案例2:在两支试管中各加入4mL 0.01mol/L KMnO4酸性溶液和2mL 0.1mol/L H2C2O4溶液;再向其中一只试管中加入一粒黄豆大的MnSO4固体。摇匀,记录溶液褪色所需时间。

案例3:取两支试管,各加入5mL淀粉溶液和2滴碘水,然后向其中一支试管中加入1mL 2mol/L的H2SO4溶液(必要时可加热①);向另一支试管中加入1mL唾液,振荡。观察、比较硫酸溶液、唾液对淀粉水解的催化效果。(①加热时颜色变浅,冷却后会恢复原来的颜色)

通过以上三组科学探究案例,学生可在“MnO2催化H2O2的分解”实验基础上进一步加深对催化剂的理解,尤其是对“催化剂对反应速率的影响”的理解与掌握。在教学实践中,笔者发现上述科学探究实验尚不能十分严谨、全面地阐述相关问题,存在一定的改进空间。在科学探究案例1中,原方案通过分别添加FeCl3与CuSO4的两组对照实验来说明“同一个反应可以有多种催化剂,但是不同催化剂对同一化学反应的催化效果不同”。建议在该方案中增加一个不添加催化剂的对照实验,实验的效果及说服力可能会更好。即增加一支试管,往其中加入2 mL 5% H2O2溶液,但不再添加任何催化剂。通过3支试管的平行对比实验,学生可以更直观、更清晰地同时观察到不加催化剂、添加CuSO4与添加FeCl3的3支试管冒气泡的速率依次更快,且添加CuSO4与FeCl3的试管冒气泡速率明显比未添加的试管快很多。这样一来就可以更容易得到“FeCl3与CuSO4都可以作为H2O2分解的催化剂,且FeCl3的催化效果优于CuSO4”的结论,即“催化剂可以明显加速化学反应速率,同一反应可以由不同催化剂进行催化,但它们的催化效果不同,也就是说催化剂具有选择性”。

科学探究案例2主要说明了“Mn2+对KMnO4的氧化作用具有催化功能”。为了加深学生对催化知识的掌握并作相应拓展,在教学实践中,笔者将该案例与“MnO2催化H2O2的分解”实验结合起来向学生进行讲解,并设计了两组对照实验:(1)向10mL左右10%的H2O2溶液的锥形瓶中加入少量MnSO4(实验装置与图1相同);(2) 向装有4mL 0.01mol/L KMnO4酸性溶液和2mL 0.1mol/L H2C2O4溶液的试管中加入少量MnO2粉末。通过实验观察可发现:(1)加入MnSO4的H2O2溶液并无显著的气泡产生,余烬也未复燃;(2) 加入MnO2的试管溶液颜色并未快速褪去。实验结果表明,MnO2在H2O2的分解中能起到加速分解反应的催化作用,但MnSO4却不起显著催化H2O2分解的作用;MnSO4可以催化KMnO4与H2C2O4的反应,MnO2却不可以,说明本反应中起催化作用的是Mn2+(MnSO4易溶于水,MnO2不溶于水)。通过上述补充实验及结果的观察,向学生阐述“虽然MnSO4与MnO2都是锰的化合物,但在反应中起催化作用的有效成分不同,未必都能对同一反应起到催化作用”。

对于案例3,笔者在教学实践中主要从两个方面对学生进行教学与引导,一是将教材中的备注内容解释清楚;二是从生物催化剂与无机催化剂的对比角度进行讲解。教材在案例3中有“必要时可以加热,加热时颜色变浅,冷却后恢复原来的颜色”的备注。教学中应引导学生主动思考该备注背后的原因,即为何加热时颜色变浅,冷却后恢复原来的颜色?在学生思考讨论完后,再对该现象加以解释:在淀粉溶液中滴加碘水,溶液显蓝色,这是淀粉与碘通过包合作用形成的螺旋状包合物所致。对该蓝色溶液加热,由于温度的上升导致I2在水溶液中的可逆歧化反应(I2 + H2O H+ + I- + HIO)平衡右移,I2浓度快速降低,当I2浓度低于最低显色浓度时,就表现为溶液的蓝色快速褪去;当褪色后的溶液冷却时,由于温度下降导致I2在水溶液中的歧化反应平衡左移,I2浓度不断增大,当I2浓度高于最低显色浓度时,溶液重现蓝色。此外,在该案例实验中,通过实验可以观察到唾液对淀粉水解的催化效果比H2SO4好,表明唾液中含有淀粉水解的催化剂――淀粉酶。淀粉酶属于生物催化剂,与无机催化剂相比具有更高效的催化活性,同时也具有很高的选择性。通过生物催化剂概念的引入,可以加强学生对生命过程的认知。简而言之,在科学探究3个案例的教学实践中,笔者对教材内容加以适当的补充、拓展,使学生更加清晰、全面地理解、掌握有关“催化剂对反应速率的影响”的知识点,即:催化剂能加快反应速率,但不同催化剂的催化效果不同,选用适当的催化剂是改变化学反应速率的有效方法之一。

三、 催化剂知识点的习题巩固与教学探讨

为巩固本章节有关催化剂的知识点,教材在本章节后设计了一道有关催化剂的习题:NO和CO都是汽车尾气中的有害物质,它们能缓慢地起反应,反应化学方程式为2CO + 2NO N2 + 2CO2,为了控制大气污染,提出下列建议:A. 使用催化剂;B. 改变压强;C.提高反应温度。认为可行的方法是 ,理由是 。

笔者在教学实践中让学生独立完成该习题,从学生的回答中可以了解学生对催化剂知识点的掌握程度,然后在此基础上对知识点进一步加以拓展。汽车尾气处理问题不仅是一个科学技术问题,也是一个关注度很高的社会问题。笔者在课堂上结合德国大众汽车的“排放门”事件的新闻报道(2015年9月,德国大众汽车公司被曝出汽车尾气检测造假丑闻,部分柴油车存在使用操控软件躲避尾气检测的情况。软件可以识别汽车是否处于被检测状态,继而在车检时秘密启动,调控所排放的尾气。这样一来,它们在车检时能以“高环保标准”过关,而在平时行驶时却超标排放污染物),综合讲解汽车尾气处理中的催化问题。采用情景教学法从新闻报道的角度切入话题,向学生阐明汽车尾气排放的处理的重要性及技术难度(否则大众汽车公司也不会冒高风险进行造假)。汽车尾气处理目前最有效的方法是利用催化剂加速CO、NO等有害气体的反应与去除,其中的机理比较复杂。一般认为,CO的去除主要基于以下机理:CO + ?鄢 CO?鄢;O2 +2?鄢 2O?鄢;CO?鄢 + O?鄢 CO2+ 2?鄢(?鄢代表催化剂的活性中心)。催化净化NO的机理是:吸附在催化剂上的NO分解出一个氮原子和氧原子,氮原子或彼此结合形成N2,或与另一个吸附的NO结合形成N2O,氧原子留在催化剂表面,与吸附的CO反应生成CO2。用催化的方法净化尾气是直接将尾气转化为无害物,既避免吸收、吸附等净化方法可能产生的二次污染,又使操作过程得到简化,因而日益受到重视。遗憾的是,目前的催化剂并不能完全将尾气处理干净,尚需要大量研究工作去开发新型高效的尾气处理催化剂。这样的教学可以激发学生对催化知识点的强烈学习兴趣,引导学生在课外进一步深入了解催化剂与催化化学的知识。

四、结论

本文在“催化剂对反应速率的影响”这一章节的教材内容及其教学目标等基础上,结合个人教学实践,对本知识点进行了比较深入细致的分析、拓展与探讨。鉴于催化反应的抽象性,对于催化剂作用的本质机理往往很难用直观的化学方程式表达出来。因此,笔者认为在实际教学过程中,教师对于催化剂知识的讲解应尽量结合实验来开展,在教材的实验设计基础上可以进行相应的补充与拓展,使有关实验得到的结论更加科学合理。同时,在催化剂的应用案例方面,应更加贴近时代和生活,让学生体验和认识到化学科学对人类生活的真实影响以及化学知识的实用性。此外,还应注重从学生认知规律的角度出发,创设更多真实情境或生活实例来呈现催化剂或催化反应的内容,使W生对知识的认识从感性逐渐上升到理性。

参考文献

[1] 宋心琦.普通高中课程标准实验教科书《化学》选修4《化学反应原理》[M]. 北京:人民教育出版社,2007,2

[2] 中华人民共和国教育部制定. 普通高中化学课程标准(实验)[M],北京:人民教育出版社,2003

[3] 蔡梅燕,王明召,高中化学催化燃烧教学扩展[J]. 中国教育技术装备,2008,18:35-36

[4] 王新平,王旭珍,王新葵,刘泽群,牛家豪.关于化学反应表观活化能和指前因子的教学讨论[J].大学化学,2011,26,3:33-37

化学反应速率教案篇2

一、知识构建学案

我们将适用于新授课的知识构建学案设计,分为元素化合物学习导学案、化学实验导学案和基本概念基本理论学习导学案三大类。

(一)元素化合物学习导学案

新授课注重知识的生成,导学案设计要有启发性。对教材中学生难以理解的内容作适当的提示,并配以一定数量思考题,引导学生自主学习。

元素及其化合物知识是无机化学中的重要内容,其性质学习至关重要。学案设计时,要抓住元素及其化合物知识之间的逻辑关系,通过层层问题探究,让学生在自主、合作研究中得出结论。

例如《铝的重要化合物)》的导学案设计,课前,引导学生有目的预习,在【知识链接】板块,回顾酸性氧化物概念;碱性氧化物概念;酸,碱化学性质,激活学生记忆库,从而有目的地进行知识的类比和迁移。在【预习导引】板块,提出一些通过学生自学可以在书本上发现的知识,如氧化铝,氢氧化铝的物理性质,让学生在自学中归纳总结、体验自我学习的成就感。【查找资料】板块,学生分小组查找氧化铝,氢氧化铝的用途,制成卡片,以便上课时交流,这样能帮助学生多渠道学习知识。“探究—发现—合作”导学,即教师通过启发引导学生自主地进行有意义建构,主动获取知识、发展能力。

新课程倡导教师在教学过程中应与学生积极互动、共同发展,注重培养学生的独立性和自主性,引导学生质疑、调查、探究,培养和提高学生搜集和处理信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力以及交流与合作的能力,以期达到改变课程实施中过于强调接受学习、死记硬背、机械训练的教学现状。

又如,高中化学教材必修1《硫和氮的氧化物》“SO2的化学性质学习”中,让学生根据已有氧化还原知识基础,化合价、酸性氧化物知识,预测出SO2可能有什么性质,学生推测可能有氧化性和还原性、酸性氧化物的通性等化学性质,然后引导设计实验;给学生提供适当的仪器和药品,让学生以小组合作设计实验来验证自己的推测是否正确,从而得出SO2的化学性质。

(二)化学实验导学案

性质教学一般以实验为基础,借助学案,可以理清教学思路,将实验关键处空缺,让学生填写,这样,学生可以边上课,边将实验现象、结论记录在学案相应的地方,节省记录笔记的时间,提高学习效率。

比如进行碳酸钠与碳酸氢钠的学习时,鉴别两种物质时学生无从下手,学案给出学法指导:利用物质的不同性质,实验时现象要明显,要注意操作简捷、无污染等。

再如在氧化铝,氢氧化铝的化学性质学习中,上课时,充分借助学案,将课堂实验探究条理化、系统化:在[实验探究1]观察氧化铝粉末,并将氧化铝粉末适量分装在两个试管中,往一支试管里滴加2mol/L盐酸,往另一支试管滴加2mol/LNaOH溶液,边加边振荡,观察现象。学生分小组实验并汇报实验现象,归纳Al2O3性质,书写化学方程式。紧接着进行[实验探究2](1)在试管里加入10mL0.5mol/LAl2(SO4)3 溶液,滴加氨水,观察现象,继续滴加氨水现象如何? (2)将(1)中产生的沉淀分装在两个试管中,往一支试管里滴加2mol/L盐酸,往另一支试管滴加2mol/LNaOH溶液,边加边振荡,现象怎样?学生继续实验并进行探讨和归纳,通过分析得出氢氧化铝是一种既能与酸反应,又能与强碱反应的两性氢氧化物。

教师点拨原因:

(3)学生通过阅读教材知道氢氧化铝受热分解的化学方程式: Al(OH)3 Al2O3+H2O,至此氧化铝,氢氧化铝的化学性质学习达到预期效果。

(三)基本概念、基本理论导学案

1.基本概念导学案

设计问题情境,逐层探究。在弱电解质电离一节教学中我设计了这些情境:【问题的提出】盐酸常用于卫生洁具的清洁或去除水垢,为什么不用醋酸代替盐酸呢?从生活实际入手,激发学生学习化学的兴趣。【假设与预测】选用盐酸不选用醋酸的理由?进一步探究:【想一想】(1)醋酸溶液中同时存在CH3COOH、CH3COO-、H+三种粒子,说明弱电解质的电离过程是 ,弱电解质的电离方程式用 表示,进行逐层启发诱导。(2)向冰醋酸中加入一定量水,分析电离过程中体系各粒子浓度的变化。

试推测浓度可能的变化,并予以解释,由此将学生对概念的思考理解推向更深层次,探究得出分子电离速率减小,离子结合成分子的速率增大,为平衡的建立打下基础。用速率——时间图象描述以上电离过程。

学生用化学平衡建立的基础,结合以上的问题探究自然轻松得出电离平衡概念。概念课学案导学的核心理念是探究概念的生成和辨析应用。

2.理论课学案导学

理论教学往往很抽象,那么,怎样利用学案激发学生的学习兴趣呢?

如学习浓度对化学反应速率的影响:【新知预学】在【自学指导一】首先观察实验2-2,得出浓度对化学反应速率是如何影响的。先形成初步印象,再进一步感知浓度对反应速率的影响。

如何用有效碰撞模型解释呢?回顾绪言中有效碰撞模型理论,让学生进入微观世界的状态,利用多媒体展示投篮球时情形,将活化分子的有效碰撞理论形象化,再通过模型演示浓度增大,单位体积内的活化分子数增多,有效碰撞次数增多,反应速率增大,学生很快得出结论。引导用理论解释:当增加反应物的浓度时,活化分子的数量增多,有效碰撞的频率加快,导致反应速率增大,并且给出注意事项:(1)一个反应的速率主要取决于 的浓度,与 的浓度关系不大(填反应物或产物);(2)固体和纯液体的浓度是一个常数,所以增加这些物质的量,不会影响反应的速率。学生自己小结、归纳,教师再给予学生及时评价,帮助他们逐步完善知识建构。

二、巩固提高学案

(一)复习课导学案

化学反应速率教案篇3

一、教学内容分析

1.对课题的解读

化学反应速率概念在必修2中已学过,学生能够从定性上描述化学反应进行的快慢,要想准确表达化学反应进行的快慢,就必须建立起一套行之有效的方法:确定起点,确定时间单位,找出易于测量的某种量或性质的变化。将上课主题聚焦于怎样从定性走向定量,然后引导学生掌握化学反应速率的表示方法。

2.对学生的分析

一中是一所重点中学,生源较好,但学生对必修2的知识已经有些遗忘。

3.对教学目标的界定

能从定性描述化学反应进行的快慢,并能从定量上表示化学反应进行快慢,知道化学反应速率的概念及表示方法。通过讨论交流,发现表示化学反应速率的方法有多种,可以通过多种实验来测定某些化学反应的速率。

二、教学设计

1.板块1――引出问题,界定概念

[引言]请看图片,生活中两个常见的反应:节日的焰火、煤和石油的形成。

[问题]上述两个反应是化学变化还是物理变化?你认为它们进行得快还是慢?在日常生活中你希望它们快还是慢?(学生回答。)

[师]从同学们的回答中我们发现了两个问题:一是我们研究化学反应进行的快慢是从定性上描述快还是慢;二是研究化学反应进行的快慢是为了控制化学反应。带着这两个问题我们再来看一个生活中常见的化学反应:牛奶的变质,这个化学反应进行得快还是慢,你希望它快一点还是慢一点?(学生回答。)

[师]从学生的回答中就产生了矛盾,当从定性上描述化学反应的快慢时似乎有些矛盾,因此必须从定量上来描述一个化学反应的快慢。引出化学反应速率的定义。

[ppt展示]回忆必修2有关化学反应速率的概念、表示方法、表达式及单位。

设计意图:以生活中常见的化学反应,引出定量描述化学反应速率的必要性,同时强调研究化学反应速率是为了更好地控制化学反应。

2.板块2――活动探究,加深概念

[师]结合化学反应速率的表式方法,请同学们完成下题。

[ppt展示]向一个容积为2L的密闭容器中放入2 mol SO2和1 mol O2,在一定的条件下,5s末测得容器内有0.8 mol SO2,求5s内SO2,O2,SO3的平均反应速率和反应速率比。(学生思考,练习。)

问题1:化学反应速率为什么为正值?上述反应的速率属于瞬时速率还是平均速率?

问题2:用不同的物质表示化学反应的速率数值是否相同?它们表示的意义是否相同?

问题3:请你们找出各物质化学反应速率之间的关系?

设计意图:使学生从起始量的某时刻量找出变化的量,引导学生理解掌握化学反应速率的表示方法。并设计问题链,引导学生理解化学反应速率的注意事项,掌握在同一个化学反应中以不同的物质为标准时,速率值可能不同,反应速率之比等于其计量数之比。

同时设计活学活用环节,让学生灵活运用。

3.板块3――深化知识,探究化学反应速率测定

过渡:同一个化学反应在不同条件下有不同的反应速率,那么怎样定量测定化学反应速率呢?我们今天的第二个问题:化学反应速率的测定。下面请同学们思考,并小组讨论。

[ppt展示]以锌与硫酸反应为例,对于锌和不同浓度的稀硫酸的实验,你准备如何比较反应速率的快慢?从反应速率定义和反应提供H+、Zn2+、Zn、H2四个变量考虑,选取什么变量测量?(理论)(学生思考并讨论。得出方案。)

师生总结:化学反应速率是通过实验测定的。因为化学反应中发生变化的是体系内的化学物质(包括反应物和生成物),所以与其中任何一种化学物质的浓度(或质量)相关的性质在测量反应速率时都可以加以利用。表示化学反应速率的方法有多种,因此可以通过多种实验来测定某些化学反应速率。显然该反应以测量H2的体积最为简便易行。

学生设计的方案有多种,教师进行评价。

[师]同学们的设计与化学研究者的设计基本一致,下面我们通过实验来验证一下。

设计意图:通过学生的思考、讨论,让学生进一步加深对化学反应速率概念的理解,同时知道化学反应速率测定的方法。通过教师演示实验,体验自己实验方案的可行性。让学生体验到成功的快乐,由感性认识逐步上升为理性认识。

4.板块4――课堂小结,解决问题

课堂小结,并进行知识运用,设计如下两题:

(1)反应4NH3+5O2=4NO+6H2O在5L的密闭容器中进行,30s后恢复到室温时,NO的物质的量增加了0.3mol,则此反应的平均速率可表示为 。

(2)某温度下,浓度都是1mol/L的两种气体X2和Y2,在密闭容器中反应生成气体Z,经过tmin后,测得物质的量的浓度分别为:c(X2)=0.4mol/L,c(Y2)=0.8mol/L,c(Z)=0.4mol/L,则该反应的反应方程式可表示为 。

设计意图:通过课堂小结,形成知识体系,通过两个习题检验学生的课堂掌握情况,进一步强化化学反应速率的表示方法,并加以运用。

三、教学反思

本节课结构紧凑,教师通过问题链带动学生的思维,通过实验的讨论和设计,启发引导学生的思维。学生成功构建化学反应速率的概念,形成探究测定化学反应速率的一般方法。课堂气氛热烈,教学环节推进流畅。美中不足的是,由于时间关系,没有设计学生实验,而是通过教师演示实验完成对化学反应速率的测定。

参考文献:

化学反应速率教案篇4

一、活用网络整合资源,优化自主合作学习

选取“化学反应条件的优化———工业合成氨”一课进行网络背景下的自主合作学习的原因有:一是本节课内容是“化学反应的方向”“化学反应的限度”“化学反应的速率”等化学理论知识的延续拓展,也是学生综合利用化学理论知识解决实际问题的具体案例,而合成氨反应也是学生熟悉的、典型的平衡体系,是重要的化学工业之一;二是本节课教学内容难度不大,但内容相对分散,而且是学生自开设化学课以来第一次较多地接触到化工生产,适于安排网络教学形式;三是经过高中一年的训练,学生的思维水平正从感性思维、形象思维向理性思维、抽象思维转变,基本上具备积极主动获取知识的能力,参与意识、合作意识已有较明显的提高。同时学生已经完成信息技术课程的学习,掌握信息技术操作的基本技能,足以胜任网络背景下自主合作学习的要求。通过自我实践和探索完成知识的学习和建构是自主合作学习的核心,而网络背景下的自主合作学习的关键是如何运用网络平台整合教学资源。在实施本课程教学时,主要从两方面入手:一方面将学习资源进行筛选、整合,优化呈现方式。如将有关合成氨的学习资源整合成一份资料包,内含:导学案的Word文档,合成氨生产的温度、压强、催化剂数据分析模型、曲线图,合成氨工厂模型建造过程的视频,合成氨生产网络搜索关键词及网址等,这样做有助于学生利用纷繁复杂的知识进行有序的学习;另一方面将学生资源进行整合。如合理地将学生进行分组,本次授课班级有40位学生,通过精心巧妙地编排座位,分为12个小组,每个小组3~4名学生,一人负责上网查资料,一人负责查询提供的信息,一人负责引导讨论并完成电子导学案。分组时力求每个小组的学力水平保持相对均衡,每组都要有较为活跃、善于关心和鼓励他人的学生,以增强组员之间的合作意识。在自主合作学习过程中,要求小组成员明确分工并相互交换角色。整合教学资源的目的是为了运用,那么经过整合的教学资源在课堂上能呈现出预期的精彩吗?不一定,有时可能跟教师的预期相差很远,这就需要灵活运用网络平台,把握教学资源呈现的时机和呈现的形式。如在本节课的教学过程中,讲到合成氨工厂需要庞大而复杂的设备时,顺势引导学生观看资料包中的三维动画及课件中的图片,让学生直观感受实现合成氨工业化生产的困难,学生就会产生质疑:“既然实现合成氨工业化生产那么困难,不研究可以吗?”此时,借机引导学生查看课前印发的阅读材料和资料包中提供的网址上网浏览,了解合成氨的重要性,紧接着用教师机展示归纳好的合成氨的重要性,进而让学生明白学习这节课的必要性和重要性。利用网络平台采集资源、整合资源,并灵活地运用于课堂教学实践中,使课堂教学充满无穷的魅力;同时把课堂交给学生,让他们大胆尝试,学习效率自然就提高了,从而优化自主合作学习。

二、妙用网络克服弊端,提升自主合作学习效果

网络背景下的自主合作学习以学生为主,开放性很强,丰富的教学素材为学生提供了多样化学习的可能,但是,若没有方法指导进行盲目的学习,是很难抓住课程重难点的。另外,课堂有限的时间未必能保证学生学习所有的教学素材。因此,要发挥网络平台的优势,除了选取合适的教学内容,充分做好学情分析以外,还需要教师对学生可能的学习手段和方式做好充分的预设,保证在有限的教学时间内帮助学生达成教学目标。这就需要教师在教学过程设计和教学资源整合上做好文章,充分发挥教师的引导作用。如在实施本课教学时,从以下几个角度入手:一是课前进行理论分析,明确学生自主合作学习的任务,设计电子导学案,通过网络发送在班级QQ群中。在电子导学案中设置的问题有:利用平衡移动的知识分析如何提高氨的产量;利用化学反应速率的知识分析如何提高合成氨的反应速率;从化学平衡的角度和化学反应速率的角度分析温度、压强、催化剂、反应物浓度和生成物浓度对合成氨的影响。当学生在自主合作学习过程中可能会发现达到高转化率与高反应速率所需条件会产生相互矛盾时,再追问几个问题:压强怎么选择?温度怎么确定?N2和H2的体积比为何是1∶2.8?合成氨工业生产中,原料气为什么要循环利用?为什么要在适当的时候将氨气从混合气中分离出来?二是教师有目的地查寻信息,精选网络资源,对丰富的教学素材进行整合与归纳,整理成一份资料包发送到每台学生机上。学生可以通过阅读多媒体课件中提供的信息,并根据提供的相关网址上网浏览相关材料以及阅读教材P68-69中的“化学与技术”,解决电子导学案中的基本问题。三是在学生自主合作学习时,教师有目的地深入到各小组中,参与学生的交流和讨论,对学生的观点、看法做到心中有数,并随机提出问题,引导学生利用网络平台提供的学习素材解决问题。如讨论“合成氨适宜温度选择”这一问题时,学生认为反应速率与化学平衡的结论有矛盾,教师指导学生查询PPT课件中“铁触媒催化能力———温度图”解决温度问题。四是在师生交流环节中选择与课堂重难点有关的问题加以讨论。教师可以利用交互功能,在学生通过网络平台提交的反馈作业中,找出两份具有代表性的作业发送到学生机上进行分析讨论,如在解决生成物浓度对提高合成氨反应速率的影响时,一组学生认为应增大浓度,另一组学生则认为要降低浓度,教师顺势引导小组成员查看课件中合成氨的速率方程,引发小组之间讨论交流、发表看法,共同得出结论:应该是降低氨气的浓度以提高反应速率。网络教学有传统媒体不可比拟的优势,但也存在先天的局限。只有学习的指向性得到保证才能节省课堂时间,才能保证绝大多数学生通过课堂的学习,达成教学目标,学生才有时间在网络平台上学习自己感兴趣的内容,拓宽视野,提升自主合作学习效果。总之,基于网络背景下的自主合作学习,使教材内容与生动的网络信息有机整合,优化了课堂教学结构和学生的学习方式,提高了课堂教学效率;既发挥了教师的主导作用,又充分体现了学生的主体作用,培养了学生自主合作学习的能力和意识。

作者: 沈宝华 单位:福建宁德市民族中学

化学反应速率教案篇5

关键词:化学实验;教学设计;催化剂;反应速率

文章编号:1005C6629(2015)2C0040C04 中图分类号:G633.8 文献标识码:B

化学实验不但是验证化学理论或假设的一种科学研究手段[1],也是学生获得化学知识、掌握相关化学实验技能的学习方法[2]。王磊等[3]认为,新课程改革所倡导的实验内容具有更加广泛和丰富的内涵,应该包括问题要素、本体要素、知识要素、方法与技能要素、态度要素等五个要素。这五个要素不但涵盖了实验原理、实验技能和实验仪器等传统三要素观点的内容,同时也反映了化学实验教学在知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观等方面的要求。

在教材中,有关实验的编排往往只是对操作过程及现象观察进行描述,没有完整地呈现实验内容的全部要素。如果完全按教材编排的内容进行教学,常常会使得某些内容被忽视,实验的教学功能也会弱化为理论教学的辅助手段,难以真正落实“使学生体验科学研究的过程,激发学习化学的兴趣,强化科学探究意识,促进学习方式的转变,在实践中培养学生的创新精神和实践能力”[4]的基本理念。因此,教学过程中,需进一步分析实验内容要素,合理设计实验教学,充分发挥化学实验的教育教学功能,最终达到培养学生科学素养的目的。

1 实验教学设计模式

基于实验内容要素分析的实验教学设计,强调较全面地呈现实验教学内容,不但要帮助学生获得化学知识,也要帮助学生学会化学实验技能,提高科学探究能力、化学实验能力、实践能力,促进学生学习方式的转变。其总体思路是将教材中的实验内容按问题要素、本体要素、知识要素、方法与技能要素、态度要素等五要素进行分析、丰富,并设计探究式实验教学环节,将分析并丰富后的内容有机整合到探究式实验教学环节中(见图1)。

在该设计模式的要素分析中,问题要素是指实验要解决的问题、揭示的规律或提供的事实;本体要素是实验的物质条件,包括实验条件、实验药品、仪器设备等;知识要素是指实验原理、实验步骤、实验对象和实验手段等方面的知识;方法与技能要素是指《普通高中化学课程标准》对“化学实验基础”活动与探究建议中的有关实证研究方法、实验操作技能、实验条件控制、数据的定量处理、模型和假说等科学方法和技能方面的内容;态度要素主要指实验安全意识、绿色意识、环保意识,以及对实验的认知和态度等。从这五个要素来分析实验教学内容组成,能全面地呈现实验教学的内容;同样,基于这些内容,确定的教学目标能够关注到知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观等方面,从而避免内容缺失和教学功能弱化。

2 实验教学设计过程

在教学中,我们按基于实验内容要素分析的实验教学设计模式进行了教学设计和实践,取得良好效果。现以人教版普通高中课程标准实验教材《化学2》(2007年第3版)第二章实验2-6“催化剂对反应速率的影响”为案例(以下称实验2-6),来说明该实验教学的设计过程。

该实验在教材中的陈述为“在3支大小相同的试管中各装入2~3mL约5%的H2O2溶液,再向其中2支试管中分别加入MnO2粉末、1~2滴1 mol/L FeCl3溶液。对比观察现象”。

在教学中,我们将其作为演示实验进行教学。

2.1 要素分析

从实验内容的五个要素分析实验教学内容的组成,其目的是完整呈现实验教学的全部内容。

2.1.1 问题要素分析

问题要素是实验内容的核心要素,实验只有围绕要解决的问题,才具有探究性和目的性。教材中部分实验课题明确提出了要探究的“问题”,这个“问题”也即是该实验的问题要素。而对于一些没有提出明确探究问题的实验课题,通过分析该实验的意图及其在教学内容体系中的价值,也可以提炼出该实验的问题要素。

案例 实验2-6的陈述中并没有明确提出问题,但从教材前后内容来看,实验主要是探究有哪些因素能够影响化学反应速率,意图是通过该实验得出催化剂能够影响化学反应速率这一结论,因此我们将该实验的问题要素确定为“MnO2、FeCl3对H2O2的分解速率有什么影响?”。

2.1.2 本体要素分析

本体要素是实验的物质条件。分析实验内容的本体要素,就是要从教材陈述的实验过程中提炼出完成该实验所需的所有药品、器皿、仪器设备及其数量,特别是教材中没有明确写出、但又是必需的器皿等。

案例 实验2-6中,本体要素除了包括MnO2粉末、1 mol/L FeCl3 10mL(滴瓶装)、5%的H2O2 50mL(新配制)、清洁的试管3支外,还包括教材没有写明的塑料透明试管架、药匙、纸槽等。

2.1.3 知识要素分析

知识要素既是解决问题的必备基础,也是实验教学目标的具体体现。因此,要考虑两个层面,一是实验前学生应具备的知识基础,二是完成实验后学生应获得哪些新的知识。知识要素的分析,具体从实验原理、实验步骤,以及有关实验对象、实验手段的知识,实验后获得的结论等方面进行。

案例 实验2-6中,实验前学生应具备的知识:H2O2水溶液俗称双氧水,有毒,有腐蚀性,是强氧化剂;H2O2水溶液在一定条件下可分解为水及氧气,并产生气泡,气泡越多表明分解速度越快。实验后学生获得的知识:MnO2、FeCl3起催化剂作用,能加快H2O2的分解;催化剂能够影响化学反应速率。

2.1.4 方法与技能要素、态度要素分析

方法与技能要素、态度要素在教材中往往没有直接呈现出来,需要钻研课程标准、领会课程理念和设计思路,并从整体上把握教材编写意图和各模块、章节的教学目标,才能很好地分析。方法与技能要素方面,除了物质的检验、分离、提纯和溶液配制等化学实验基本方法和操作技能外,还包括实验设计、数据的定量处理等实证研究方法和技能方面的内容,以达到对学生探究能力、实验能力等的培养。态度要素方面,应根据实验课题的知识要素、方法与技能要素等方面的内容,分析提炼安全、环保、绿色意识培养,以及良好的实验工作习惯培养等的内容。

案例 实验2-6,除了巩固药品取用技能(MnO2粉末取用、FeCl3液体取用)外,还有简单对比实验的设计、实验条件控制等的技能。H2O2有毒性和腐蚀性,因而教学需进行学生安全意识、环保意识的强化。

2.2 目标确定

从要素分析来看,实验教学内容包括了知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观等三个方面,因此教学目标的确定应有针对性地在这三个方面进行体现。但是化学实验的类型多样,不同具体实验课题的要素组成、教学侧重点有所不同,因此在重视体现教学目标完整性的基础上,也应根据具体实验课题在教学内容体系中的地位和价值,突出该实验课题核心教学目标。

案例 实验2-6,教材的意图主要是通过该实验来说明催化剂能够影响化学反应速率,因此该实验最为核心的教学目标是帮助学生获得这一基础知识。根据这个思路,结合要素分析结果,我们将实验2-6的教学目标确定为:

认知性学习目标:知道MnO2、FeCl3起催化剂作用,认识到催化剂能够影响化学反应速率。

技能性学习目标:学会简单对比实验的设计;巩固试管实验操作技能。

体验性学习目标:通过探究活动进一步培养分析问题、解决问题的能力;了解H2O2的毒性和腐蚀性,进一步培养安全意识、环保意识;规范操作,进一步形成良好的实验工作习惯。

2.3 过程设计

化学课程改革中,大力倡导以科学探究为主的多样化的教学方式,实验教学过程无疑采用探究式教学过程最为恰当。一般来说,探究式实验教学过程分为提出问题、建立假设、实验设计、收集证据和解释与结论五个环节,王磊等[5]从师生在不 同探究环节中所占活动主体的程度不同将探究式教学划分为五个不同的水平,从水平一到水平五,教师的作用越来越小,学生的自主性越来越大。

案例 对于实验2-6,我们作为演示实验进行教学。但作为一个具有研究性质的实验,仍然可采取探究式教学过程设计,具体环节见图2。

2.4 内容整合

在要素分析、目标确定的基础上,根据过程设计,将实验教学内容具体组成成分有机整合到各个实验教学环节中,设计出教学事件和流程。

2.4.1 提出问题

提出问题就是要明确实验探究的问题、揭示的规律或提供的事实。这些问题、规律或事实应对应于实验内容的问题要素。因此,在提出问题环节,要通过创设情景呈现实验内容的问题要素,引发学生思考、激发学生对实验的兴趣,引导学生围绕问题要素开展实验探究学习,使实验教学具有探究性和目的性。

案例 实验2-6,实验前教师提问:“MnO2、FeCl3对H2O2的分解速率有什么影响?”此问题与实验的问题要素相同。

2.4.2 建立假设

教师引导学生依据已有的知识和经验分析提出的问题,讨论实验的可能结果,作出猜想或假设。实验的可能结果及假设的具体内容涉及实验内容中的知识要素,即完成实验后学生应获得的新知识。因此,在这一环节,将实验后学生应获得的新知识这一知识要素通过假设的形式呈现。

案例 实验2-6,提出实验假设:MnO2、FeCl3可以加快H2O2的分解。此假设针对研究问题,体现知识要素。

2.4.3 实验设计

实验设计即设计实验方案,教师要引导学生初步学会设计实验方案,帮助学生发展科学探究能力。在这一环节中,要有计划地融入方法与技能要素中的实验设计方法,介绍自变量、因变量、实验组、对照组等概念,帮助学生理清实验的设计思路,引导学生一起设计实验方案来探究提出的问题、验证假设。

案例 实验2-6中,可体现实验技能中的对比实验设计要素,通过对比实验来验证提出的假设。引导学生一起设计该实验:自变量为MnO2、FeCl3;因变量为H2O2的分解速率;以加MnO2、FeCl3试管为实验组,以不加MnO2、FeCl3为对照组,通过实验观察哪支试管中H2O2的分解速率快。

2.4.4 收集证据(开展实验)

实验准备是实验内容本体要素,如实验药品、仪器设备的呈现过程,同时也是针对这些本体要素的知识要素、态度要素的教学环节。在这一环节中,要求对实验药品、仪器设备等进行展示、介绍,针对某些实验药品、仪器设备的知识进行提问回顾或讲解,帮助学生获得在实验前应具备的知识基础;同时,针对有毒、有腐蚀性、易燃、易爆实验药品,进行安全教育,培养学生安全意识、环保意识。

案例 实验2-6,实验演示前,教师逐一展示MnO2粉末、FeCl3溶液(滴瓶装)、H2O2溶液(新配制)、清洁的试管,并重点讲解H2O2水溶液在一定条件下可分解为水及氧气,产生气泡,气泡越多表明分解速度越快;同时强调H2O2水溶液的毒性、腐蚀性,培养安全意识、环保意识。

实验演示是实验内容的方法与技能要素、态度要素等综合呈现的过程,在这一过程中要讲解实验步骤、实验操作技能、实验条件控制,同时要规范示范,培养学生良好的实验工作习惯。演示实验常常采用边讲解边演示的教学形式。

案例 实验2-6中,演示实验时讲解MnO2粉末取用技能、FeCl3液体取用技能。

实验结果观察是实验收集证据的环节,也是整合实验内容的方法与技能要素的重要一环,在这一环节中要引导学生学会观察、收集同假设有关的实验现象和数据。

案例 实验2-6中,引导学生在相同条件、同一时间下对比观察3支试管产生气体的速度。

2.4.5 解释与结论

将观察、收集到的实验现象、数据进行分析、讨论,得出事实证据与假设之间的关系。这一环节也是实验内容的方法与技能要素的重要呈现过程,要引导学生学会比较、分类、归纳、概括等方法,得到最后的结论,并通过正确方法表达实验结果。

案例 实验2-6中,对比3支试管中产生气泡的速度,说明MnO2、FeCl3起催化剂作用,能加快 H2O2的分解,得到催化剂能够影响化学反应速率的结论。

总之,基于实验内容要素分析来理清实验内容组成,合理设计教学过程,是提高实验教学效率、充分发挥化学实验的教育教学功能的一个有效途径。但是,实际上高中化学实验的类型多样,有学生实验、演示实验,有探究实验、设计实验、对比实验、观察实验等类型,由于不同类型实验的教学目标侧重点有所不同,因此具体实验课题的内容组成要素上也有所差异,教学实践中还应根据实际情况作灵活应用。

参考文献:

[1]吴俊明,王祖浩.化学学习论[M].南宁:广西教育出版社,1996.

[2]李万华.高中化学新课标教材实验部分的研究[D].内蒙古:内蒙古师范大学硕士学位论文,2009.

[3]王磊,刘强,张小平等.试析《普通高中化学课程标准(实验)》中的实验体系[J].化学教育,2004,(9):9~12.

[4]中华人民共和国教育部制定.普通高中化学课程标准(实验)[S].北京:人民教育出版社,2003.

化学反应速率教案篇6

2009 年安徽省高考化学第28题 (以下简称28题)是一道特色鲜明的科学探究题,综合考查以科学探究为核心的学习能力和科学素养,得到了广泛的好评,耐人回味。通过该题可以看出新课程高考命题改革的方向,对中学化学的教学有诸多启示。

1试题及参考答案

Fenton法常用于处理含难降解有机物的工业废水,通常是在调节好pH和Fe2+浓度的废水中加入H2O2,所产生的羟基自由基能氧化降解污染物。现运用该方法降解有机污染物p-CP,探究有关因素对该降解反应速率的影响。

[实验设计]控制p-CP的初始浓度相同,恒定实验温度在298 K或313 K(其余条件见表1),设计如下对比实验。

(1)请完成以下实验设计表1(表中不要留空格)。

(2)请根据上图实验①曲线,计算降解反应在50~150 s内的反应速率:v(p-CP)= ________mol・L-1・s-1。

[解释与结论]

(3)实验①、②表明温度升高,降解反应速率增大。但温度过高时反而导致降解反应速率减小,请从Fenton法所用试剂H2O2的角度分析原因:________________________________。

(4)实验③得出的结论是:pH等于10时,_________________________________________。

[思考与交流]

(5)实验时需在不同时间从反应器中取样,并使所取样品中的反应立即停止下来。根据上图中的信息,给出一种迅速停止反应的方法:_________。

参考答案:(1)②313, 3, 6.0, 0.30; ③探究溶液的pH对降解反应速率的影响,(2)8.0×10-6;

(3)过氧化氢在温度过高时迅速分解;(4)反应速率趋向于零(或该降解反应趋于停止);

(5)将所取样品迅速加入到一定量的NaOH溶液中,使pH约为10(或将所取样品骤冷等其他合理答案均可)。

2试题分析

本题以研究影响Fenton法降解反应速率的因素为载体,将基础知识逻辑延伸到新的领域,而后又回归基础知识,并通过完整的实验探究过程,为考生创设了一个真实的问题情境。

28(1)题考查了实验设计能力,特别是对控制变量的科学方法的运用能力。28(1)②探究温度对降解反应速率的影响,要求考生把温度作为自变量,把pH、H2O2和Fe2+的浓度等其他影响因素作为控制变量保持不变;28(1)③则给出了所有的变量,要求考生能从中区分出自变量与控制变量,进而分析出该组实验是研究自变量pH对因变量降解反应速率的影响,并以填写实验目的形式把考生的思维结果呈现出来。这种控制变量的科学方法对考生今后的学习具有非常重要的价值。28(2)题考查对化学反应速率概念的理解,要求考生能从曲线图中提取出与给定时间段相对应的p-CP的浓度变化值。目的是考查考生通过对图表的观察,“接受、吸收、整合化学信息的能力”。 28(3)题需要考生联系过氧化氢受热易分解的性质,以及浓度对反应速率的影响,解释温度过高时p-CP降解反应速率反而减小的实验事实。此问旨在引导学生必须对中学化学基础知识融会贯通,并具备“对化学现象提出科学合理解释的能力”。 28 (4) 题要求考生能从曲线变化趋势中判断出pH对降解反应速率的影响,同时此小题也为28(5)题的顺利解答做了铺垫。28(5) 题则要求考生根据题给信息提出解决实际问题的方法,具有适当的开放性,达到运用相关知识,“采用分析、综合的方法,解决简单化学问题的能力”的目标。使得思维能力层次相同而认知结构不同的考生能获得不同的解题效果。

该题以能力立意,构思新颖,重在过程与方法的考查,让平时经常亲身经历和体验科学探究活动的考生能表现出他们的长处,充分体现了新课改的命题思想。本题考查目标明确,考查能力层次分明,保证了不同层次的学生都能真实地表现出自己的水平。仔细品味这道题,会发现无论是题中的表格、曲线、数据,还是每一个问题的难度和考查目标,都经过精心的设计,命题者独具匠心的构思和高超的命题技术令人叹服,是今年全国各地高考化学试题中最大的亮点之一。

3对中学化学教学的启示

从本题能够看出,新课程高考命题形式正在发生改变,重在考查学生综合运用所学知识分析问题和解决问题的能力,实验题从单一化走向综合化,从知识立意转向能力立意,这种考试变革方向有助于教师和学生从题海中挣脱出来,把新课程理念落到实处。

(1)注重“双基”,打好基础

试题的情境仅是把基础知识的逻辑延伸到新的领域,最终一定会回归基础知识。情境再新颖,能力要求再高,也离不开基础知识和基本技能的承载作用。试题对能力的考查总是以知识为载体,通过灵活的解决问题的方法来实现,而这两者都不可能一蹴而就。“双基”是学生能力提高的根本,是分析、判断、解答问题的依据,离开了基础知识、基本技能,任何有关提高学生能力、提高教学质量的方法都是没有意义的。因此任何时候都丝毫不能放松基础知识的教学,新课程背景下更应该要求学生全面掌握基础知识,形成坚实、完整的知识体系。

(2)提高实验能力,重视科学探究

本题对考生实验能力的要求与往年相比有较大的提高,相信这个趋势在将来的新课程高考中还会继续下去。实验内容包括对实验原理、实验程序、实验现象和实验结论的分析、归纳和总结,尤其要重视探究性的实验设计与评价。因此,日常教学中要充分重视教材中的实验,变验证性实验为探究性实验,变演示实验为学生实验,注重理解原理、掌握方法、学会分析、正确表达,才能更加行之有效地提高学生实验综合能力。

科学探究是新课程的灵魂,教学中要充分挖掘课程资源,备课中不忘记过程与方法目标的实施,注重以实验为核心的科学探究能力的培养。在设计和选择教学策略时,重视和加强探究活动,渗透科学研究方法教育,让学生亲身经历丰富的探究过程。在探究活动中,教师要善于创设问题情境,通过实验、观察、阅读等途径引导学生发现和提出问题,以问题为中心组织教学,将新知识置于问题情境中,使获取新知识的过程成为学生主动提出问题、分析问题和解决问题的过程。

(3)跳出题海,以质取胜

该题以研究影响Fenton法降解反应速率的因素为载体创设的问题情境,陌生度高,题海战术无法发挥作用,有利于选拔具备进一步学习潜力和创新精神的考生。题海战术费时费力,长期大量的机械练习会形成思维定势,抹杀学生的创造力,与新课程理念背道而驰,应彻底抛弃,把实现有效教学列为第一位。

(4)转变学习方式,倡导科学态度

在教学中我们要把学生从被动接受、死记硬背的机械学习方式中解脱出来,倡导一种独立思考、自主学习的学习方式,使学生学会从探究中获取知识、从反思中增长才干。注意引导学生对自己的化学学习过程进行计划、反思、评价和调控,提高自主学习化学的能力。在化学实验的过程中,会得到大量的感性认识,使之从感性认识转化为理性认识,运用已有知识和相关资料去理解它,使自主学习和探究活动中所获得的知识更加牢固。同时,倡导实事求是的科学精神和严谨的治学态度。

总之 ,这道题给了我们很多有益的启示,它不仅有利于选拔具有学习潜能和创新精神的考生,而且能充分发挥高考试题对于中学教学行为的导向作用,对中学化学的教学必将产生积极的影响。

化学反应速率教案篇7

关键词:化学课程改革课程标准效率探究

我省普通高中课程改革已进入实施阶段。在新课改课堂教学的实践中,主要出现以下问题:由于课时不足,三维目标的交融、渗透、落实不够;探究教学低效,学生缺乏问题意识;习题处理时间安排不恰当等等。要解决这些实际问题,关键在于如何提高化学课堂教学的效率。我认为应从以下几个方面着手:

一、准确把握课堂标准,控制教材的深度和广度,提升课堂教学的有效性和针对性

新教材在形式和内容上都发生了重大变化,为教师提供了更为广阔的发展空间。教师要依据新课程标准对教学内容的深度和广度的把握、内容学习的具体标准等能给予明确的指导,结合学校的条件、学生的实际情况和自身的教学特点,灵活处理教材、用好各个栏目,对课程内容做出“校本化”、“生本化”的处理,通过改变教学方式去引导学生改变学习方式。如我在讲化学方程式时发现班里很多学生经常写错。于是我改变了以往单纯讲解的教法,先让他们复习了需要掌握的方程式的写法,然后把他们常错的方程式的错题照抄了下来。这是我若无其事地在教室里走动。不一会儿,我就听有的学生开始提出疑问了:“老师的方程式好像写得不对啊。”我假装没有听见,一位学生终于坐不住了,他站起来说:“老师,你的反应条件加错了。”我微笑着说:“你看,人非圣贤,老师也出错了。请你帮老师改正过来吧!”他得意洋洋地把错误改掉了。于是,学生纷纷指出黑板上方程式的错误,并改正了过来。这一节课,全班同学都积极地参与了进来。由于我把本节课要讲的内容进行了“生本化”的处理,所以起到了很好的效果。

二、课堂教学中,教师要把重点放在主干知识与核心概念的教学上

1.精心创设情境,激发学生学习热情,巧妙设计问题,有效地突破教学的重点及难点。如我在讲授《硝酸及其应用》一课时,先出示了一个新闻图片——因硝酸泄漏而导致的重伤,并指出本次事故是由于操作人员不懂硝酸的性质所致。由此悲惨的情境导入,立刻激起学生强烈的求知欲,促使学生专心听课,积极思维,寻求问题的答案,力避在今后的生活中再发生此类悲剧。在教师的引导下,学生围绕提出的问题,通过讨论交流、合作学习,设计出探究性的实验方案,并用实验验证了结论,从而牢固地掌握了硝酸的化学性质。

2.锁定核心内容,有效探究学习。高中课程改革提倡以探究学习为主的多种教学方式。开展探究学习对于培养学生科学素养具有综合优势。但是探究教学是需要时间的,在教学课时有限的情况下,我们就需要围绕核心内容进行有效探究。

例如在《化学2(必修)》中《化学反应速率与限度》的教学中,筛选教材中的有内容,锁定最核心的“反应速率与限度”问题加以探究。设想影响化学反应速率的可能因素并让学生实施此实验,解决如下问题:“化学反应速率与哪些因素有关?这些因素对化学反应速率会产生怎样的影响?”此问题的探究还可以采用分组与讨论相结合的方式进行。

三、提高化学课堂效率还要讲练结合,精讲多练

多做练习是巩固课堂教学必不可少的重要环节。课堂上习题选择要有典型性,既要精当,又要有丰富内涵。教师除了注重习题结果之外,还要注重组题方式和对知识点的考查,力求让学生能够通过训练让学生掌握规律,达到举一反三的目的。如我在讲授完《燃烧及其利用》一节后,结合实际给学生们出了两道题。

1.以下四种灭火方法不恰当的是()。

A.图书档案起火,用二氧化碳灭火器扑灭。

B.不小心打翻了酒精灯起火,我们应该立即用湿抹布扑灭。

C.石油油井着火,我们可以用大量水浇灭。

D.炒菜时油锅中的油着火,我们可以用锅盖盖灭。

2.在某地的一次大型火灾中,消防官兵扑灭了本次特大森林火灾。开辟防火带(用于防火的通道)是灭火的重要措施之一,那么在树林中间开辟防火带的主要目的是()。

A.将可燃物与火源隔离

B.便于消防人员快速通行

C.降低可燃物的着火点

D.减少可燃物与空气的接触面积

学生们运用本堂课所学的燃烧知识,认真研究讨论,最终分析出了正确结果。我借此契机又发给了他们一份试卷,再强化一下本节课所学,结果收到了很好的教学效果,提高了本节课的课堂效率。

化学反应速率教案篇8

关键词:电化学;质子交换膜;离子移动;电极电势

文章编号:1005C6629(2015)9C0092C03 中图分类号:G633.8 文献标识码:B

2013年高考结束到现在,仍然有老师质疑2013年重庆化学卷11题中电极反应方程式的标准答案。原题节选如下:

化学在环境保护中起着十分重要的作用,催化反硝化法和电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染。(1)略。

(2)电化学降解NO3-的原理如图所示。

他们坚持阴极为酸性,提出了三种理由:(1)装置中有质子交换膜,表明反应在酸性环境中进行;(2)阳极氢氧根放电,产生的H+迁移到阴极,使阴极呈酸性;(3)硝酸根在酸性条件下才能得电子发生电极反应,因此要求阴极区必须为酸性。

笔者认为,标准答案是准确的。以上三种理由,恰好反映出在电化学分析中存在的典型误解。下面针对三个误解进行分析,以消除对电化学研究和教学的影响。

1 质子交换膜不能作为酸性环境的依据

质子交换膜,是只允许质子(即H+)通过的特殊分离膜,主要的功能是将两个电极区分隔,同时选择性地允许质子通过而完成电流循环。不因“质子”而要求一定在酸性环境中使用。随着质子交换膜的性能提高,越来越多的原电池和电解池中加以运用。比如,查询文献发现,质子交换膜不但用于酸性环境的燃料电池,还用于碱性燃料电池。由美国GE公司首先开发成功的质子交换膜燃料电池(PEMFC),应用于吉米尼号(Gemini)宇宙飞船(1965年),为碱性燃料电池。用的就是全氟磺酸离子交换膜(Nafion膜和Dow膜),性能非常好,电池寿命可达5000h [1]。

以此可以看出,质子交换膜不只用于酸性环境,也可以用于碱性环境中,通过质子交换膜的存在判断溶液显酸性的观点不成立。

2 溶液中离子定向移动速率慢,H+不能快速到达阴极

可以看出,H的定向移动的速率非常慢,按照这个速率,H+通过1m长的距离需要27小时,远远低于电流速率。实际上,闭合开关的瞬间,电路中的各个位置迅速建立了恒定电场,在恒定电场的作用下,电路中各处的离子几乎同时开始定向运动。整个电路中几乎同时形成电流,电极反应立即开始。在本题的电解池中,阳极产生的H+向阴极方向移动,通过质子交换膜移向阴极区,阴极区反应产生的OH-向着阳极移动,在半透膜周围相遇,发生中和反应。

定量分析该电极反应,电路中转移10mol e-时,阳极产生10mol H+,阴极产生12mol OH-,反应后OH-剩余,说明随着反应的进行,阴极区碱性逐渐增强。据此进一步说明了阴极区溶液显碱性,证明标准答案是正确的。

3 碱性条件下,硝酸根在阴极有放电可能

不少教师根据平时解题中的一般思维,认为硝酸根在中性或者碱性环境中不表现氧化性,因此硝酸根在阴极得电子参加电极反应,必须要求酸性环境。产生这一误解的原因是将反应条件泛化,即没有其他外界条件干扰时,通过能斯特方程计算出氢离子浓度会对硝酸根的氧化能力有较大影响,但在本题中还有一个关键因素是,在电极上的反应不适用于此条件。根据实验和理论计算,硝酸根在碱性条件下,有在阴极得电子放电的可能。

3.1 借助实验研究硝酸根的氧化性

从标准电极电势可以看出,硝酸根的电极电势比较高,氧化性趋势比较大,该反应在热力学上是可能发生的。

4 结论

师者,所以传道授业解惑也。这是唐代教育家韩愈对教师职责的高度概括,也是对教师能力的明确要求。作为化学教师,应该具备准确教授化学学科知识,正确解答学生疑问并且促进学生思维和品德发展的能力。从本文的分析可以看出,正是由于教师本身对电化学原理的认识不够科学和准确,造成教学中的片面甚至错误理解,最终影响到学生对问题的认识和解答。

因此,作为化学教师,应该具备较强的化学学科素养,对化学知识及化学原理有准确、科学的认识。同时,化学学科本身在不断发展,相关技术的应用正发生着日新月异的变化。作为化学工作者,也应该紧跟时代步伐,主动了解和吸收前沿的科学及技术。只有这样,才能够正确传授化学学科知识,解答学生问题,更好地引领学生在化学学科上向前发展。

参考文献:

[1]毕道治.燃料电池的历史、现状和未来[J].电池工业,2000,(6):248~253.

[2]范楼珍,王艳,方维海.物理化学[M].北京:北京师范大学出版社,2009:223.

[3]稽雷高.碱性条件下硝酸根真的没有氧化性吗[J].化学教育,2014,(11):87~88.

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